在隔声降噪设计中统计能量分析法应用

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1、在隔声降噪设计中统计能量分析法的应用朱桂华，胡均平，罗春雷(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：从隔声降噪设计需要出发，简述了统计能量分析法的基本原理、参数的确定方法、应用统计能量分析法的一般步骤，并且实例说明了进行隔声降噪设计中运用统计能量分析法的方法。关键词：隔声降噪；统计能量分析；参数．中图分类号：，I'B114文献标识码：B建筑结构、航空及航天器、船舶、交通车辆1引言和其它机械的声振响应预估以及隔声降在环境保护和劳动保护中，常要对噪噪设计提供了一种可行而且有用的新方声源进行隔声处理。因而隔声量的计算就法。是其中重要的一环。2统计能量分析的基本原理简统计能量分

2、析(StatisticalEnergy述Analysis，简称SEA)方法【】是为了解决高阶动态分析这类问题而逐步发展起来的。能量是SEA方法采用的基本变量，重SEA不仅为高频段结构动力学特性的不确点研究稳态振动时平均振动能量在系统里定性给出了合理的描述，同时也为在结构的传递和分布。一个复杂系统时均振动能设计阶段作出振动、噪声预估提供了一条量是空间的函数。我们所要求的正是这种途径。平均能量在空间的分布。但是要把这种分SEA只有约四十年的历史，经过许多人布计算得很细也是很困难的，应用SEA法的研究工作，其基础理论不断完善，已逐渐重要的第一步就是要将全系统按一定的原成为结构动力学的一

3、个分支，并且也已广泛则，划分为若干个子系统，用振动响应在地应用于振动与声学领域。Crocker和Price子系统上的时、空均值来表征该子系统上进行了单层墙和双层墙隔声的研究翻；Miller的均值响应。稳态振动时，能量在全系统等人应用SEA进行了飞机内部噪声预估；上的分布问题简化为它在各个子系统上的在研究车辆噪声方面，Richard将越野车模化分布问题。稳态振动时，外加激励通过所成一系列梁、板、杆和声空间等理想动态子在子系统输入能量；每个子系统在振动中系统的组合体，通过计算各子系统间的功率贮存能量，通过各自阻尼耗散能量；与相流，以确定影响车内噪声的主要激励源[51；邻子系统的耦合传

4、递能量。于是整个系统Craik应用SEA进行了通过建筑物的声传递便可表示成由各子系统组成的能量流动框研究，取得了较好的结果[61。图，这就是SEA法的计算模型。根据计算SEA在声振传递方面的成功应用，对模型利用能量守恒定律，对各子系统列出作者简介：朱桂华，男，硕士，中南大学讲师，主要研究方向为：噪声与振动控制和液压工程机械。凿岩机械气动工具，2003(1)31}能量平衡方程，得出描述全系统在稳态振动时能量平衡的方程组(线性代数方程所以：等(5)组)。我们做大量的工作来确定该方程组将式(2)、式(3)和式(5)代入式(1)；的各系数，然后分频段解方程组求得各子中，并写成矩阵形式，得

5、：系统在该频段的平均响应能量，再换算成《n。叼11一*／21⋯一叼m1Elf所需要的响应量(时、空平均速度、加速n一12一笠⋯一m2E2度、声级等)。●●●●●●一般地，由m个子系统组成的耦合系n一1一⋯一叼mmE统，其能量平衡方程组为：0(6)n。：n+n，1，2，⋯m，J≠i(1)j=l式中n——外界激励源传人第i子系(7)统的输入功率n——第i子系统阻尼损耗的功3统计能量分析参数及其确定室其方法nU≠)——振动过程中子系统i中：向子系统传递的应用SEA法的关键是对式(6)中系数：功率，称为功率流矩阵各元素的确定，而系数矩阵的获得，首+(PowerFlow)先须求出分析模型的

6、各个SEA参数。这部分损耗功率不以任何方式返∑回系前面我们已经引出了重要的SEA参一统，它与子系统在所分析的频带中贮存的数，它们是：(1)能量贮存参数——系统中：tl总能量(时、空均值)有如下关系：贮存能量的多少取决于所分析带宽af内213=to*／iE(2)的模态数目Ⅳ，但统计能量分析中常用模式中——所在频带的中心角频率态密度n=N／Af(单位频率所包含的模态m叼——子系统的损耗因子(L．，oss数)来代替模态数N；(2)能量损耗参Factor))；c数——阻尼损耗因子，简称损耗因子；(3)耦合子系统问的功率流正比于两个子能量传输参数——耦合损耗因子。下面简系统的平均模态能量之

7、差，且总是从具有要介绍各个SEA参数的确定方法。高模态能量的子系统流向具有低模态能量3．1子系统的模态密度的子系统，用SEA参数表示即【l】：模态密度表示了结构的固有频率平均分布的间隔密度，从能量意义上看，模态密13=to,／。，／'ti(笪一)(3)i}《#{，《夔#l￡ill簟警，I，；tnlni度表明结构在感兴趣的频带上有多少个共式中——子系统i至的耦合损耗因振模态可以用来贮存能量。子(CouplingLossFactor)模态密度可以从理论上求得或用实验ni——子系统i的